JPH04332434A - ジャイロトロン装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電磁波ビ−ムを光学
的に方向変換して伝送、放出出来るブラソフ変換器内蔵
型あるいは準光学型ジャイロトロン装置に係り、特に管
内の冷却構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】ジャイロトロン装置は、周知のようにサ
イクロトロンメ―ザ作用を動作原理とする電子管で、ミ
リ波からサブミリ波帯における高周波大電力源として利
用されつつある。このようなジャイロトロン装置特に同
軸型ジャイロトロン装置は、電子ビ―ムを発生する電子
銃部、螺旋運動する電子ビ−ムと相互作用を行なう共振
空胴部、相互作用を行なった後の電子ビ−ムを捕捉する
コレクタ部、電磁波を外部に取出すと共に管内の真空を
維持するように気密封止された誘電体気密窓を備えた出
力部、及び電子ビ−ムに螺旋運動を与える磁石等で構成
されている。このような同軸型ジャイロトロン装置では
、動作時に共振空胴部で発生した全てのマイクロ波電力
は円形導波路を伝播し、出力部でのある程度の反射を除
き、出力部から外部に出力される。

【０００３】最近、ブラソフ変換器によって電子ビ−ム
と高周波の行路を分離することが可能なブラソフ変換器
内蔵型ジャイロトロン装置が提案されている。この種の
ジャイロトロン装置では、ブラソフ変換器でモ−ド変換
された高周波を幾つかのミラ−を用いて光学的に方向変
換して伝送し、電子ビ−ムとは別の方向例えば管軸に直
交する方向に出力している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のような同軸型ジ
ャイロトロン装置においては、従来、共振空胴部等の冷
却は、真空容器内に配置された導波管の構成部材の内部
に複数の冷媒通路が設けられ、この冷媒通路に冷却水を
流している。又、ブラソフ変換器内蔵型ジャイロトロン
装置では、小電力動作の場合はミラ−の発熱を無視する
ことが出来、共振空胴部のみ冷却すれば良かった。

【０００５】ところが大電力動作の場合はミラ−の発熱
を無視することが出来ず、ミラ−構成部材の熱変形で電
磁波の伝達特性が変化したりするので、それを防止する
対策が要望されていた。

【０００６】この発明は、上記の要望を満足するために
なされたもので、ミラ−構成部材を十分冷却出来ると共
に比較的コンパクトで信頼性の高い動作特性を有するジ
ャイロトロン装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、コレクタ部
と共振空胴部との間に設けられ電磁波を電子ビ−ム進行
方向と異なる方向に準光学的に方向変換するために管軸
方向に沿って延在されたミラ−の構成部材の内部に、冷
媒通路が設けられてなるジャイロトロン装置である。

【０００８】

【作用】この発明によれば、大電力動作の場合にミラ−
が発熱しても、別に冷媒通路のパイプを配管しなくてよ
いためコンパクトに構成出来ると共に、ミラ−構成部材
を十分冷却出来て信頼性の高い動作特性が得られる。

【０００９】

【実施例】以下、図面を参照して、この発明の一実施例
を詳細に説明する。

【００１０】この発明によるブラソフ変換器内蔵型ジャ
イロトロン装置は図１及び図２に示すように構成され、
図２は図１のＡ−Ａ線に沿って切断し矢印方向に見た横
断面図であり、図１中の符号１は中空旋回電子ビ―ム２
を発生する電子銃部である。この電子銃部１の電子ビ―
ム下流には、次第に径小となるテ―パ状電子ビ―ム導入
部３が配置され、この電子ビ―ム導入部３の下流には、
共振空胴部４が連続的に設けられている。この共振空胴
部４の下流には、ブラソフ変換器５が設けられ、このブ
ラソフ変換器５の下流に複数のミラ−即ちパラボラミラ
−６、平板状ミラ−７、８、曲面ミラ−９が設けられて
いる。そして、最終段の曲面ミラ−９に対応して、気密
窓１０を有する高周波出力部１１が管軸に直交する方向
に突設されている。更に、曲面ミラ−９の下流にはコレ
クタ部１２が配置されている。又、電子銃部１からブラ
ゾフ変換器５へかけての外側には、外部磁石（図示せず
）が配置され、各部に所定の磁界を与えている。尚、図
中の符号１３は真空容器である。

【００１１】更にこの発明では、平板状ミラ−７、８の
構成部材の内部に冷媒通路が設けられている。即ち、図
２からも明らかなように、平板状ミラ−７、８にそれぞ
れ長手方向に凹部１４、１５、１６、１７が形成され、
各凹部１４、１５、１６、１７にそれぞれ冷却パイプ１
８、１９、２０、２１が嵌合されてろう接されている。 この場合、図１に示すように各の一方は電子銃部１方向
へ延びて共振空胴部４を取巻いてＵタ−ンして１本に接
続され、他方は冷媒入口２２と冷媒出口２３に接続され
ている。尚、図示していないが、冷媒入口と冷媒出口は
もう１組存在する。

【００１２】さて動作時には、電子銃部１から出射した
電子ビ−ム２は、外部磁石により発生した磁界、及び電
子銃部１のアノ−ド・カソ−ド間に印加された電界によ
り、サイクロトロン周波数を持つ旋回運動を行なうよう
になる。そして、電子銃部１から共振空胴部４に向かっ
て緩やかに増大する磁界により、旋回速度を増加させな
がら共振空胴部４へ入射する。共振空胴部４において、
励起された高周波電磁界と相互作用を行ない、電子の運
動エネルギは高周波エネルギに変換される。共振空胴部
４で発生した高周波は、ブラソフ変換器５によってガウ
シアンビ−ムに変換される。そして、各ミラ−６、７、
８、９により電磁波ビ−ムの進行方向を変えて、出力部
１１を通って外部回路へ導かれる。この時、ブラソフ変
換器５で主ロ−ブに変換されなかった成分や共振空胴部
４で発生した不要モ−ド波は、出力部１１から直接出力
されない。

【００１３】このような動作時に、大電力動作の場合、
各平板状ミラ−７、８も発熱するが、この実施例では冷
却パイプ１８、１９、２０、２１が埋込まれて冷媒が通
されているので、ミラ−自体が十分に冷却される。それ
によってミラ−の変形が生じ難く、電磁波伝送特性が安
定である。而も、冷却水系の配置に自由度が出来、冷却
水系の外部への取り出し構造が簡単になる。又、ミラ−
構成部材中に冷却パイプ１８、１９、２０、２１を埋込
んであるので、コンパクトに構成出来る。更に、冷却パ
イプの存在は、長くて薄いミラ−の補強材としての役割
も果たす。 （他の実施例）

【００１４】図３はこの発明の他の実施例を示したもの
で、上記実施例と同様効果が得られる。即ち、上記実施
例では冷媒通路として冷却パイプを使用したが、この他
の実施例では、図３から明らかなように各平板状ミラ−
７、８の構成部材の内部に直接透孔２４、２５、２６、
２７が穿たれ冷媒通路となっている。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
ミラ−の構成部材の内部に冷媒通路が設けられているの
で、大電力動作の場合にミラ−が発熱しても、別に冷媒
通路のパイプを配管しなくてよいためコンパクトに構成
出来ると共に、ミラ−構成部材を十分冷却出来て信頼性
の高い動作特性が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係るブラソフ変換器内蔵
型ジャイロトロンを示す縦断面図。

【図２】図１のＡ−Ａ線に沿って切断し矢印方向に見た
横断面図。

【図３】この発明の他の実施例を示す横断面図。

【符号の説明】

１…電子銃部、４…共振空胴部、５…ブラソフ変換器、
７、８…平板状ミラ−、１１…出力部、１２…コレクタ
部、１４、１５、１６、１７…凹部、１８、１９、２０
、２１…冷却パイプ（冷媒通路）、２４、２５、２６、
２７…透孔（冷媒通路）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　電子ビ―ムを発生する電子銃部と、こ
   の電子銃部の下流に設けられた共振空胴部と、この共振
   空胴部の下流に設けられたコレクタ部と、このコレクタ
   部と上記共振空胴部との間に設けられ電磁波を電子ビ−
   ム進行方向と異なる方向に準光学的に方向変換するため
   に管軸方向に沿って延在されたミラ−とを備えてなるジ
   ャイロトロン装置において、上記ミラ−の構成部材の内
   部に冷媒通路が設けられてなることを特徴とするジャイ
   ロトロン装置。